トリプトファンシンターゼビエンザイム複合体における基質チャネリングと触媒のアロステリック調節

トリプトファンシンターゼα2β2二酵素複合体は、L-トリプトファン（L-TRP）の合成における最後の2つのステップを触媒します。α-サブユニットは、3-インドール-D-グリセロール3'-リン酸（IGP）の切断を触媒し、インドールおよびD-グリセルアルデヒド3'-リン酸（G3P）を投与します。次に、インドールは、25Åの長さのトンネルを介して、αサブユニットからβサブユニットに移動（チャネリング）され、ピリドキサール5'-リン酸依存性反応でL-SERと反応してL-TRPと水を得ることができます。分子。L-TRPを合成するためのトリプトファンシンターゼによるIGPおよびL-SERの効率的な利用は、（1）機能するアロステリック相互作用のシステムを利用して、βサブユニット触媒サイクルの異なる段階でαサイトをオンとオフに切り替えます。2）α触媒およびβ触媒部位と相互接続トンネルの範囲から、チャネルされた中間体であるインドールの脱出を防ぎます。このレビューでは、αサイトのオンとオフの切り替えと、ビエンザイム複合体からのインドールの脱出を防ぐオープン状態と閉じた状態の間の立体構造の変化を引き起こすことの両方を担当するアロステリック相互作用の化学的起源について詳しく説明します。

The tryptophan synthase α2β2 bi-enzyme complex catalyzes the last two steps in the synthesis of l-tryptophan (l-Trp). The α-subunit catalyzes cleavage of 3-indole-d-glycerol 3'-phosphate (IGP) to give indole and d-glyceraldehyde 3'-phosphate (G3P). Indole is then transferred (channeled) via an interconnecting 25Å-long tunnel, from the α-subunit to the β-subunit where it reacts with l-Ser in a pyridoxal 5'-phosphate-dependent reaction to give l-Trp and a water molecule. The efficient utilization of IGP and l-Ser by tryptophan synthase to synthesize l-Trp utilizes a system of allosteric interactions that (1) function to switch the α-site on and off at different stages of the β-subunit catalytic cycle, and (2) prevent the escape of the channeled intermediate, indole, from the confines of the α- and β-catalytic sites and the interconnecting tunnel. This review discusses in detail the chemical origins of the allosteric interactions responsible both for switching the α-site on and off, and for triggering the conformational changes between open and closed states which prevent the escape of indole from the bienzyme complex.